Diseñar una red de riego utilizando aspersores, mediante mediante configuración tipo “Nido de Abeja” (triángulos).
Determinar la programación del riego para el mes de enero. Cubicar los elementos de la red de riego, como tuberías, aspersores, codos, etc. Entregar esquema de la configuración (planta red de riego, parcela tipo).
1. Calculo de volúmenes: a. Volumen útil [m3/m2]:
() ) )) (
2. Definición de la configuración de “Nido de Abeja”: a. Características de los aspersores:
√
Donde,
: : : : :
√
√
() ) (
Distancia entre líneas. Distancia entre aspersores. Radio de acción de cada aspersor. Área efectiva.
Eficiencia asociada a la geometría del sistema de de configuración tipo “Nido de Abeja” y su valor es de 0.827.
b. Características de los aspersores: Radio de acción [m]:
Curva de descarga [m3/hr]:
c. Eficiencia a nivel de potrero:
Donde,
:
Eficiencia geométrica igual a 0.827.
:
Eficiencia asociada a pérdidas por viento. Se adopta un valor de 0.85
:
Eficiencia hidráulica asociada al caudal que es capaz de regar cada Aspersor. Se adopta un valor de 0.95.
d. Volumen aplicable:
e. Tiempo de riego en línea:
Donde,
= entre 10 y 20 [mm/hr], para un suelo Franco Arenoso. Se escoge 12 [mm/hr] Luego el tiempo de riego entre línea es:
f.
Cálculo de parámetros de la red tipo “Nido de Abeja”:
A partir de las formulas:
√
√
Se obtiene:
El caudal de cada aspersor se puede expresar como se indica a continuación:
Lo anterior se iguala con la curva de descarga del aspersor y se obtiene la carga de agua en cada aspersor:
√
Con este resultado se puede calcular explícitamente
Ahora, a partir de se despeja
y
y :
:
Se calculan: Número de líneas:
Número de aspersores por línea:
( )
Número de cambios de línea (Escogemos Número de líneas de riego simultáneo:
)
Por lo tanto, la red propuesta tiene 94 líneas, 4 líneas de riego simultáneo y 13 aspersores por línea. Esta red trabajará por 22 [hrs] cada día, con 2 cambios por día (2 sectores regados por día). En 12 días trabajados se regaran todas las parcelas.
g. Cálculo de caudal de diseño de la tubería matriz:
[ ] h. Diámetro de las tuberías laterales:
Se determinara el diámetro de las tuberías laterales, considerando la eficiencia hidráulica . Los caudales máximos y mínimos arrojados por cada aspersor están relacionados entre sí de la siguiente manera:
[ ] De la curva de descarga tenemos:
De esto obtenemos la relación
Se despeja
y
resperctivamente:
La pérdida de carga total en una línea se calcula como sigue:
()
Se considerará . Al pasar el agua por los aspersores, el caudal varía. Esta variación se considerará como lineal en los cálculos, por lo tanto, las pérdidas se calculan por tramo. La pérdida de carga unitaria ( ) se expresa como:
(Hazen-Williams)
Sea
Se tiene que:
∑ Como el diámetro comercial más cercano es 40[mm], este es el que se usará y con éste se recalcularán las pérdidas. Se obtiene:
( )
Luego se procede a calcular la eficiencia hidráulica, a partir del
:
Finalmente:
Se verifica que la eficiencia hidráulica calculada es mayor a la estimada en pasos anteriores.
i.
Tubería sub-matriz:
Considerando que al inicio de la sub-matriz corre el máximo caudal se usaran también tuberías de 40[mm]
j.
Programación del Riego:
Se regarán 22 [hrs] cada día, con dos cambios de líneas. Cada día se regarán 2 sectores (11 horas en cada sector), de manera que, en 13 días (12 días de trabajo más un domingo no trabajado) se habrán regado las 15 hectáreas.
k. Cubicación de Riego: La cubicación del sistema diseñado se resume en la siguiente tabla: Artículos
Cantidad
Artículos
Tuberías PVC 40[mm]
1600 [m]
Aspersores
52 unidades
Uniones T 40[mm]
94 unidades 95 unidades
1000 [m] de sub-matriz y 4 líneas laterales de riego simultáneo de 150 [m] cada una 13 aspersores para cada una de las 4 líneas de riego simultáneo. Para conectar cada línea a la sub-matriz Para cerrar el final de la sub-matriz, de cada línea en uso y de las en desuso
Tapones 40[mm]
